[發明專利]兩相流泵葉輪的設計方法

無效

• 申請號: 200810224250.8
• 申請日: 2008-10-15
• 公開（公告）號: CN101368574A
• 公開（公告）日: 2009-02-18
• 發明（設計）人: 許洪元
• 申請（專利權）人: 許洪元
• 主分類號: F04D29/24
• 分類號: F04D29/24;F04D29/22;F04D29/08;F04D7/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種兩相流泵，尤其涉及兩相流泵葉輪的設計方法。

背景技術

現有的兩相流泵(含潛水兩相流泵)在抽取渣漿、泥漿等固液混合物時存在效率偏低、軸封處易泄漏、軸承易損壞等缺點，影響泵運行的安全可靠性。雖然有的兩相流泵在設計上作了些改進，但仍存在以下不足：

1、該泵多為中低比轉數離心泵，為簡化葉輪的設計制造，葉輪葉片通常采用圓柱型葉片，即葉片與葉輪前后兩側的蓋扳垂直，雖然制造相對簡單，但水力損失較扭曲葉片大。

2、為了降低機械密封或填料密封前的壓力以減輕密封面的沙粒磨損，減少泵的泄漏，依據經驗對副葉片、副葉輪等動密封部件的幾何參數如葉片數量、高度、直徑和葉片角作些改進，經驗性的改進難以達到其幾何參數設計的最優化。

發明內容

為解決上述中存在的問題與缺陷，本發明提供了一種兩相流泵(含潛水兩相流泵)葉輪的設計方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明所涉及的兩相流泵葉輪的設計方法，其葉輪主要包括主葉輪與副葉輪，所述主葉輪主要包括主葉片、副葉片、前蓋板與后蓋板，所述葉輪主要設置在一葉輪軸上；所述主葉片是半扭曲式葉片；所述葉輪副葉片和所述副葉輪組成一動密封裝置。

所述主葉輪半扭曲式葉片在葉片進口段與葉輪前后兩側蓋扳為傾斜狀態、在葉片出口段與兩側蓋板為垂直狀態，并且該葉片的型線采用圓弧輪廓線；所述葉片圓弧輪廓線分別為主葉片在前蓋板上與后蓋板上形成的圓弧輪廓線，并且由前蓋板上的葉片輪廓線光滑過渡到后蓋板上的葉片輪廓線，形成扭曲葉片的表面。所述葉輪副葉片和所述副葉輪組成一動密封裝置。

所述由葉輪副葉片和所述副葉輪組成的動密封裝置將葉輪出口至兩相流泵中機械密封裝置前的進口腔分為兩個壓力變化區：主葉輪后蓋板副葉片區和副葉輪區。所述副葉片外徑處的壓力與主葉輪出口處的壓力相同，且副葉片內徑處的壓力達到外徑處壓力的30％時，為合適的副葉片安放角與高度。所述選擇合適的副葉片安放角與高度之前還包括：確定副葉片的葉片數、副葉片與內泵蓋之間的間隙。所述副葉輪內徑處的壓力為零時為合適的副葉輪外徑和葉片的高度。所述選出合適的副葉輪外徑和葉片的高度之前還包括：確定副葉輪的葉片數、葉片角、副葉輪和后泵蓋之間的間隙。

本發明提供的技術方案的有益效果是：

1、葉片進口處的過流面積在后蓋板處大于前蓋板處，由于泥漿進入葉輪后在運動慣性作用下其主流靠近后蓋扳，故該扭曲葉片形成的流道更附合泥漿流動特性。

2、扭曲葉片的進口安放角在前蓋板處小，在后蓋板處大，與葉片進口處的水流角的變化規律一致，使水流沖角變化均勻。

因此本發明的半扭曲葉片可使水力損失和摩擦損失比圓柱葉片小，并能降低泵的振動和噪音，不僅提高了泵的效率，延長了葉輪的使用壽命，而且使泵的運行也更加平穩。

附圖說明

圖1是本發明的葉輪軸面示意圖；

圖2是本發明提供的葉輪主葉片設計方法的型線示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述：

如圖1所示，展示了本發明的葉輪軸面結構，該結構主要包括：葉輪主葉片1、葉輪副葉片2、葉輪前蓋板3、葉輪后蓋板4、葉輪進口邊5與葉輪出口邊6，所述葉輪主葉片1自葉片進口邊5與葉輪前蓋板3及葉輪后蓋板4傾斜，并且該傾斜狀一直過渡到與前后蓋板垂直，形成出口段與兩側蓋板垂直的半扭曲葉片。葉輪主葉片1的型線采用圓弧形，通常為2-3段圓弧。之前還包括：先確定葉片在葉輪前蓋板3與在葉輪后蓋板4上的輪廓線，由葉輪前蓋板3上的葉片輪廓線至葉輪后蓋板4上的葉片輪廓線光滑過渡形成扭曲葉片的表面，即扭曲葉片的工作面由葉輪前蓋板3處工作面的雙圓弧向葉輪后蓋板4處工作面的雙圓弧光滑過渡，其扭曲葉片的背面由葉輪前蓋板3處背面的雙圓弧向葉輪后蓋板4處背面的雙圓弧光滑過渡。